機電應用中的電機控制與保護措施分析

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘  要：本文介紹機電的概念及其在技術(shù)應用中進行電機控制與保護的常見問題，從合理管控、定期檢測、環(huán)境清理的角度提出加強機電中電機控制與保護的相關路徑，并揭示面向未來的技術(shù)展望。

關鍵詞：機電；應用；電機；控制；保護；路徑

0引言

在的經(jīng)濟實力不斷增強的同時，科技力量也逐漸成為第一生產(chǎn)力。面對有利的發(fā)展環(huán)境，科學技術(shù)的發(fā)展不斷有新的突破。這表現(xiàn)在公路建設中，混凝土攪拌站對于機電技術(shù)的應用。盡管機電的技術(shù)應用已經(jīng)取得了很多的成績。但是在發(fā)展過程中，我們還須要正視相關的一些難題。從可持續(xù)發(fā)展的觀點來加強實施機電技術(shù)，對電機的控制和保護進行研究。本文結(jié)合混凝土攪拌站中對機電發(fā)展的電機控制與保護進行了論述。

1概述

機電就是借助電子信息技術(shù)進行的機械設備信息處理。通過軟件與硬件設備的組合，實現(xiàn)機械裝置的功能操控。據(jù)悉，機電概念早在1972年提出。雖然當時的科學技術(shù)并不發(fā)達，但已經(jīng)能夠借助簡單的編程來進行一些機電產(chǎn)品的性能完善和操控。在公路建設方面，將機電應用到混凝土的攪拌實施中，極大提升了施工效率和混凝土的攪拌質(zhì)量，從而機電已逐漸作為一門新型的科技。因其自身*的低能耗、多功能及高可靠性等特點，在混凝土攪拌站的發(fā)展和應用上得到了高度的認可。

2機電技術(shù)應用中進行電機控制及保護常見問題

2.1電機的控制及保護硬件不滿足要求。

當前用于機電中的電機保護的裝置，都是以電磁及電熱理論為基礎所創(chuàng)建。同時在保護裝置中，有熔斷器及電磁繼電器等硬件設施。從保護裝置在當前機電運用的實際效果來看，短時間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)電機的科學保護。但從長遠發(fā)展來看，其綜合性保護裝置仍不夠完善。這主要是一些零件在信息處理的敏感度和準確性上存在一定誤差。實踐表明，生產(chǎn)中的很多事故、問題都與機電系統(tǒng)的失控有一定的關系。另外一種情況是，當電機保護與控制系統(tǒng)進行電機運行檢測時，遇到突發(fā)情況進行信息的反饋時，信息傳輸終端導致信息緩沖，而這個時間也正是系統(tǒng)比較容易出現(xiàn)故障的時間。所以說硬件系統(tǒng)達不到實際要求，就導致電機的控制與保護也無法*符合實際的需求。

2.2工作與井下機電設備應用上的常見問題。

雖然專門用于井下作業(yè)的機電技術(shù)還未*得到推廣和應用。但是考慮到井下施工的特殊性，事故的頻發(fā)性，需要將井下機電設備的應用作為主要研究方向來考慮，合理的保護和控制電機，提升井下作業(yè)的安全性和效率性。機電設備在井下作業(yè)中存在很多問題，這就導致電機控制得不到實施，電機的一些正常功能得不到發(fā)揮。拿鼠籠式的異步電機來說，其在井下作業(yè)中，很容易出現(xiàn)一些應用上的故障，從而影響整體的電機運行效率。進而會出現(xiàn)一些鏈式反應，導致發(fā)生更多的故障。為此，必須加強對電機的控制與保護研究，為井下作業(yè)提供可靠的機電技術(shù)。

2.3用于電機的控制和保護的相關裝置已經(jīng)不太符合新的技術(shù)要求。

目前，很多在用的電機保護裝置都是沿用傳統(tǒng)的裝置，顯得比較陳舊和落后。面對不斷更新的機電技術(shù)及超前的應用，其保護裝置沒有理想的保護效果。同時，現(xiàn)代模式下的電機控制及保護都主要以電熱與電磁兩種原理作為條件，應用熱繼電器與熔斷器的過載保護以及短路功能實現(xiàn)保護，但是該元件本身就有缺陷，導致機電控制與保護環(huán)節(jié)存在諸多問題，所以在未來的設計中，應該重視設計、控制的融合，實現(xiàn)機電控制保護裝置的多樣化。

3加強機電中電機控制與保護的相關路徑

3.1合理管控電機的電壓與電流。

機電在工作中的主要核心是電機。電機借助電力能源進行工作。運行中通過電磁、電熱的相互轉(zhuǎn)化，從而帶動整個機電系統(tǒng)。電力運行中的電壓和電流是兩個主要的參考指標。電機的運行功率與這兩個參數(shù)有直接的關系。實際的機電運行中，不同的電機有著不同的荷載電流和電壓，也就是額定功率。當一部電機運行穩(wěn)定時，說明電壓與電流處于標準值狀態(tài)。同樣，當機電系統(tǒng)運行不暢或者是故障時，在電流或者電壓方面也會有對應的體現(xiàn)。電流及電壓的測量非常簡單，可以借助先進的儀器進行。電壓異常會導致電阻設備性故障。電流異常，會有短路或者短路的電流故障。所以，對于電機運行中的控制和保護，可以通過對電流及電壓的及時測量、觀察加以排除故障。

3.2加強機電運行中的設備定期檢測。

機電是信息系統(tǒng)與硬件設備的相互結(jié)合。而電機是為機電的運行提供足夠動力的裝置。作為電機本身來說，其可能長時間處于連軸運轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。這種高負荷的作業(yè)會導致電機硬件設備存在不同程度的磨損。長期下去，就會出現(xiàn)電機硬件故障，而失去正常的工作狀態(tài)。所以在機電的運作管理中，需要根據(jù)設計情況對電機進行定期的檢查，查看電機的硬件性能和軸承運轉(zhuǎn)的情況，以及相關制動部件的工作能力等。需要維修的要及時進行維修，不需要維修的要進行合理的養(yǎng)護，及時更換掉磨損嚴重的部件。將一切可能發(fā)生的故障都排除在事前，為機電的長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)提供良好的保障。另外，在電機的定期檢查方面，還要注意每類電機的使用壽命，一般在4～10萬個小時不等。當電機總體使用時間超過設備的服役時間時，就要及時的淘汰設備，確保整個機械設備運行的長期穩(wěn)定和連續(xù)性。

3.3注重機電運行中的環(huán)境清理工作。

電機運行環(huán)境中隨著靜電的產(chǎn)生，長期運作會吸附很多的灰塵和雜質(zhì)。如果這些物質(zhì)得不到充分的清理，就會對電機的正常運行產(chǎn)生阻礙。特別是井下的機電運行，灰塵得不到及時清理，通風不良，都會導致電機早早進入故障模式。同時，灰塵的長時間積累還會對電機的運行功率產(chǎn)生影響。考慮到井下作業(yè)環(huán)境的復雜性和惡劣性，在機電設備的運行中，維護與檢測都比較困難。這時就要通過盡量改善電機的運行環(huán)境條件，來加強對電機的運行保護。井下施工環(huán)境的清理，常見的就是要做好作業(yè)井下施工環(huán)境中通道的清潔工作，降低電機運行過程中灰塵的吸附密度。及時進行井下通風通道的疏通，提升井下空氣的循環(huán)次數(shù)，同時也有利于井下的電機在運行中及時散發(fā)所產(chǎn)生的熱量。

4電機控制與保護的未來技術(shù)展望

從當前的機電技術(shù)運用來看，對于電機的保護裝置，未來將主要圍繞故障進行模型創(chuàng)建和準確的模仿計算來進行。在故障模擬與計算中，將會把相位及突破等量化的東西進行故障類型的檢測確定。通過測試數(shù)據(jù)的充分研究與評估，實現(xiàn)對量化的具體工作研究。這也是提升電機保護和增強繼電保護裝置精確度的措施。通過采用這些方式，不僅實現(xiàn)現(xiàn)有電機的保護，還能夠為后期的電機保護理論研究奠定比較扎實的基礎。這在進行保護裝置的突破性研究方面，幫助上比較突出。另外，未來的電機保護與控制，將會主要依托新型技術(shù)力量及產(chǎn)品的運用來進行。通過對實際運行電機工況的具體檢測，以不同的電機裝置輸出不同的信息來實現(xiàn)對電機狀態(tài)的確定。對這些信息的采集進行匯總分類，以對比的形式來準確的劃分故障類型，從而更加方便后期圍繞故障類型進行針對性的電機保護。在未來的機電發(fā)展中，通過不斷積累和創(chuàng)新的循環(huán)模式，實現(xiàn)電機保護與控制的落實，能夠預測突發(fā)性的故障，并做出報警處理，實現(xiàn)終的電機保護。

5安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

5.1產(chǎn)品簡介

ARD該系列低壓電動機保護器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護功能?？膳c接觸器、電動機起動器等電器元件構(gòu)成電動機控制保護單元，具有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。應用范圍：可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領域。

5.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能